bobinas de helmholtz
Páginas: 8 (1755 palabras)
Publicado: 11 de noviembre de 2013
INFORME DE LABORATORIO Nº2
FÍSICA EXPERIMENTAL III
BOBINAS DE HELMHOLTZ
AUTOR : Leandro Maturano.
RESUMEN
El objetivo de esta experiencia es analizar el comportamiento del campo magnético producido por dos bobinas de Hemholtz, para ello se medirá la intensidad del mismo a lo largo del eje horizontal que pasapor el centro de ambas bobinas sobre las que circula corriente. Determinaremos la separación óptima de las bobinas para obtener un campo magnético uniforme y un gradiente uniforme.
MARCO TEÓRICO
Las bobinas de Hemholtz se pueden construir fácilmente, éstas consisten de dos bobinas circulares de radio R y separadas por una distancia igual a su radio, como lo muestra la figura1. Si ambasespiras tienen un número de arrollamiento igual a N y por ambas espiras circula una corriente I (en el mismo sentido), se tiene que el campo magnético en el centro de las espiras es constante
Dado un circuito cerrado, recorrido por una corriente continua I, el campo magnético que crea viene dado por la expresión
que constituye la ley de Ampere-Laplace o de Biot-Savart.
El campomagnético creado por una espira circular en un punto cualquiera es difícil de calcular, pero si consideramos solamente puntos sobre su eje de simetría, el cálculo es sencillo, obteniéndose
En función del momento magnético de la espira m.
Esta configuración de espiras frecuentemente utilizadas (bobinas de hemholtz), básicamente consiste de dos solenoides circulares del mismo radio R y con uneje común como lo muestra la figura, separados por una distancia tal que la segunda derivada del campo magnético se anula en el punto del eje equidistante de ambos solenoides (punto medio). Esto se consigue para una separación entre los dos solenoides igual a su radio R.
Las bobinas de Hemholtz desempeñan un papel importante en la investigación científica, donde se utiliza frecuentemente paraproducir un campo magnético relativamente uniforme en un pequeña región del espacio.
El modulo del campo magnético creado por la bobina de Hemholtz en un punto a una distancia z de uno de los solenoides y sobre el eje es
Cuando las intensidades sobre los solenoides tiene el mismo sentido, y en el punto medio entre los solenoides y sobre el eje , el campo es
Por otro lado hay casosen que es necesario generar un gradiente uniforme de campo magnético dentro de una región deseada, donde el gradiente en la dirección z del campo está definido por:
La diferencia con el caso anterior, está en el sentido relativo en que deben circular las corrientes en cada una de las bobinas, además de la separación entre ellas.
Figura 1: campo magnético de las bobinas deHelmholtz.
Figura 2: diagrama de las bobinas de Helmholtz.
DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA
En ésta experiencia se utilizó un montaje de madera compuesto por dos bobinas deslizantes. El centro de ambas era atravesado por un carril de madera por sobre el cual se deslizaría un sensor que registraría el campo en la dirección longitudinal.
Además se contó con unafuente de 12 volt que suministraría la intensidad de corriente a las bobinas. Dicha corriente era registrada por un amperímetro conectado en serie al circuito para evitar de esta manera un sobrecalentamiento de las bobinas. En cuanto a éste último punto se tuvo que realizar una discusión previa al inicio del experimento ya que desconocíamos la corriente máxima que podría soportar estas bobinas sindañarse; determinar esto, implicaría saber de qué material está constituido el alambre, averiguar por tablas su resistividad, etc. , demandaría mucho tiempo. Se optó por hacer circular una corriente no mayor a un ampere.
En la figura se puede observar el montaje del equipo utilizado en la experiencia.
INSTRUMENTOS UTILIZADOS
1) bobinas de Hemholtz
2) fuente de 12...
FÍSICA EXPERIMENTAL III
BOBINAS DE HELMHOLTZ
AUTOR : Leandro Maturano.
RESUMEN
El objetivo de esta experiencia es analizar el comportamiento del campo magnético producido por dos bobinas de Hemholtz, para ello se medirá la intensidad del mismo a lo largo del eje horizontal que pasapor el centro de ambas bobinas sobre las que circula corriente. Determinaremos la separación óptima de las bobinas para obtener un campo magnético uniforme y un gradiente uniforme.
MARCO TEÓRICO
Las bobinas de Hemholtz se pueden construir fácilmente, éstas consisten de dos bobinas circulares de radio R y separadas por una distancia igual a su radio, como lo muestra la figura1. Si ambasespiras tienen un número de arrollamiento igual a N y por ambas espiras circula una corriente I (en el mismo sentido), se tiene que el campo magnético en el centro de las espiras es constante
Dado un circuito cerrado, recorrido por una corriente continua I, el campo magnético que crea viene dado por la expresión
que constituye la ley de Ampere-Laplace o de Biot-Savart.
El campomagnético creado por una espira circular en un punto cualquiera es difícil de calcular, pero si consideramos solamente puntos sobre su eje de simetría, el cálculo es sencillo, obteniéndose
En función del momento magnético de la espira m.
Esta configuración de espiras frecuentemente utilizadas (bobinas de hemholtz), básicamente consiste de dos solenoides circulares del mismo radio R y con uneje común como lo muestra la figura, separados por una distancia tal que la segunda derivada del campo magnético se anula en el punto del eje equidistante de ambos solenoides (punto medio). Esto se consigue para una separación entre los dos solenoides igual a su radio R.
Las bobinas de Hemholtz desempeñan un papel importante en la investigación científica, donde se utiliza frecuentemente paraproducir un campo magnético relativamente uniforme en un pequeña región del espacio.
El modulo del campo magnético creado por la bobina de Hemholtz en un punto a una distancia z de uno de los solenoides y sobre el eje es
Cuando las intensidades sobre los solenoides tiene el mismo sentido, y en el punto medio entre los solenoides y sobre el eje , el campo es
Por otro lado hay casosen que es necesario generar un gradiente uniforme de campo magnético dentro de una región deseada, donde el gradiente en la dirección z del campo está definido por:
La diferencia con el caso anterior, está en el sentido relativo en que deben circular las corrientes en cada una de las bobinas, además de la separación entre ellas.
Figura 1: campo magnético de las bobinas deHelmholtz.
Figura 2: diagrama de las bobinas de Helmholtz.
DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA
En ésta experiencia se utilizó un montaje de madera compuesto por dos bobinas deslizantes. El centro de ambas era atravesado por un carril de madera por sobre el cual se deslizaría un sensor que registraría el campo en la dirección longitudinal.
Además se contó con unafuente de 12 volt que suministraría la intensidad de corriente a las bobinas. Dicha corriente era registrada por un amperímetro conectado en serie al circuito para evitar de esta manera un sobrecalentamiento de las bobinas. En cuanto a éste último punto se tuvo que realizar una discusión previa al inicio del experimento ya que desconocíamos la corriente máxima que podría soportar estas bobinas sindañarse; determinar esto, implicaría saber de qué material está constituido el alambre, averiguar por tablas su resistividad, etc. , demandaría mucho tiempo. Se optó por hacer circular una corriente no mayor a un ampere.
En la figura se puede observar el montaje del equipo utilizado en la experiencia.
INSTRUMENTOS UTILIZADOS
1) bobinas de Hemholtz
2) fuente de 12...
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